2022-2023學(xué)年高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量檢測(cè)題 新人教版選修4

2022-2023學(xué)年高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量檢測(cè)題 新人教版選修4一、選擇題(本題包括15個(gè)小題，每小題3分，共45分)1.下列反應(yīng)前后物質(zhì)的總能量變化能用右圖表示的是()A生石灰和水的反應(yīng)B木炭在氧氣中燃燒C石灰石在高溫下的分解反應(yīng)D鹽酸與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)解析：從圖象分析，該反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，是吸熱反應(yīng)，只有C是吸熱反應(yīng)。答案：C2如圖表示有關(guān)反應(yīng)的反應(yīng)過(guò)程與能量變化的關(guān)系，據(jù)此判斷下列說(shuō)法中正確的是()A等質(zhì)量的白磷與紅磷充分燃燒，紅磷放出的熱量多B紅磷比白磷穩(wěn)定C白磷轉(zhuǎn)化為紅磷是吸熱反應(yīng)D紅磷比白磷更容易與氧氣反應(yīng)生成P4O10解析：依據(jù)圖象分析，A項(xiàng)，等質(zhì)量的白磷與紅磷充分燃燒，白磷放出的熱量多，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，白磷能量高于紅磷，物質(zhì)具有的能量越低越穩(wěn)定，紅磷比白磷穩(wěn)定，正確；C項(xiàng)，白磷能量高于紅磷，白磷轉(zhuǎn)化為紅磷是放熱反應(yīng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，白磷能量高于紅磷，物質(zhì)具有的能量越低越穩(wěn)定，白磷比紅磷活潑，更容易與氧氣反應(yīng)生成P4O10，錯(cuò)誤。答案：B3H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)：H2(g)I2(g)2HI(g)Ha kJ·mol1。已知(a、b、c均大于零)：下列說(shuō)法不正確的是()A反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量B斷開(kāi)1 mol HH鍵和1 mol II鍵所需能量大于斷開(kāi)2 mol HI鍵所需能量C斷開(kāi)2 mol HI鍵所需能量約為(cba) kJD向密閉容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反應(yīng)后放出的熱量小于2a kJ解析：A項(xiàng)，Ha kJ·mol1(a大于零)說(shuō)明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量；B項(xiàng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故斷開(kāi)1 mol HH鍵和1 mol II鍵所需能量小于斷開(kāi)2 mol HI鍵所需能量；C項(xiàng)，由反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系可得斷開(kāi)2 mol HI鍵所需能量約為(cba)kJ；D項(xiàng)，H2和I2在一定條件下的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，向密閉容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反應(yīng)后放出的熱量小于2a kJ。答案：B4已知氟化氫氣體中有平衡關(guān)系：2H3F3(g)3H2F2(g)H1a kJ·mol1H2F2(g)2HF(g)H2b kJ·mol1已知a、b均大于0，則可推測(cè)反應(yīng)H3F3(g)=3HF(g)的H為()A(ab) kJ·mol1B(ab) kJ·mol1C(a3b) kJ·mol1D(0.5a1.5b) kJ·mol1解析：由××得：H3F3(g)=3HF(g)HH1H2 kJ·mol1(0.5a1.5b) kJ·mol1。答案：D5關(guān)于如圖所示裝置的敘述正確的是()A甲、乙裝置中的鋅片都作負(fù)極B甲、乙裝置中的溶液內(nèi)的H在銅片上被還原C甲、乙裝置中鋅片上發(fā)生的反應(yīng)都是還原反應(yīng)D甲裝置中銅片有氣泡生成，乙裝置中的銅片質(zhì)量減小解析：甲為原電池，乙為電解池，鋅片分別作負(fù)極與陰極，H分別在銅片與鋅片上被還原，鋅片上發(fā)生的分別是氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)。甲中銅片上H被還原有氣泡生成，乙中銅電極被氧化生成Cu2，銅片質(zhì)量減小。答案：D6化學(xué)用語(yǔ)是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具，下列用來(lái)表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語(yǔ)中，正確的是()A氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：O22H2O4e=4OHB電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為：2Cl2e=Cl2C粗銅精煉時(shí)，與電源正極相連的是純銅，電極反應(yīng)式為：Cu2e=Cu2D鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)式：Fe2e=Fe2解析：O22H2O4e=4OH是氫氧燃料電池的正極反應(yīng)式，A不正確；粗銅精煉時(shí)，與電源正極相連的應(yīng)是粗銅，C不正確；Fe2e=Fe2是鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負(fù)極反應(yīng)式，D不正確。答案：B7已知：H2O(g)=H2O(l)HQ1 kJ·mol1；C2H5OH(g)=C2H5OH(l)HQ2 kJ·mol1；C2H5OH(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)HQ3 kJ·mol1。下列判斷正確的是()A酒精的燃燒熱為Q3 kJB若使46 g酒精液體完全燃燒，最后恢復(fù)到室溫，釋放出的熱量為(3Q1Q2Q3)kJCH2O(g)H2O(l)釋放出了熱量，所以該過(guò)程為化學(xué)變化D從反應(yīng)可知1 mol C2H5OH(g)能量高于2 mol CO2(g)和3 mol H2O(g)的總能量解析：A中生成的水是氣體，不是穩(wěn)定氧化物，錯(cuò)誤；B結(jié)合蓋斯定律很容易分析，正確；C中氣態(tài)水變化為液態(tài)水是物理變化，錯(cuò)誤；D中漏了反應(yīng)物中O2的能量，錯(cuò)誤。 答案：B8某學(xué)生欲完成反應(yīng)2HCl2Ag=2AgClH2而設(shè)計(jì)了下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為可行的是()解析：題給反應(yīng)是一個(gè)不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，必須借助電解手段才能使之發(fā)生。B、D兩裝置不是電解池，顯然不能使之發(fā)生；A裝置是電解池，但Ag棒作陰極而不參與反應(yīng)，其電解池反應(yīng)不是題給反應(yīng)，A裝置不能使題給反應(yīng)發(fā)生；C裝置是電解池，Ag棒作陽(yáng)極而參與反應(yīng)，其電解池反應(yīng)是題給的反應(yīng)，C裝置能使題給的反應(yīng)發(fā)生。答案：C9.如圖實(shí)驗(yàn)為研究金屬腐蝕的實(shí)驗(yàn)，下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()A食鹽水中有氣泡逸出B鐵表面的反應(yīng)為Fe3e=Fe3C紅色首先在食鹽水滴的中心出現(xiàn)D該實(shí)驗(yàn)研究的是金屬的吸氧腐蝕解析：食鹽水顯中性，圖中裝置發(fā)生吸氧腐蝕，正極：O22H2O4e=4OH；負(fù)極：2Fe4e=2Fe2，食鹽水與鐵片都與O2接觸的地方首先出現(xiàn)紅色，故D項(xiàng)正確。答案：D10金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是(已知：氧化性Fe2Ni2Cu2) ()A陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為Ni22eNiB電解過(guò)程中，陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等C電解后，溶液中存在的金屬陽(yáng)離子只有Fe2和Zn2D電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt答案：D11將如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的K閉合，下列判斷正確的是()ACu電極上發(fā)生還原反應(yīng)B電子沿ZnabCu路徑流動(dòng)C片刻后甲池中c(SO)增大D片刻后可觀察到濾紙b點(diǎn)變紅色解析：A.Zn作原電池的負(fù)極，Cu作原電池的正極，Cu電極是發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；B.電子流向是負(fù)極到正極，但ab這一環(huán)節(jié)是在溶液中導(dǎo)電，是離子導(dǎo)電，電子并沒(méi)沿此路徑流動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C.選項(xiàng)中硫酸根離子濃度基本保持不變，故C錯(cuò)誤；D.選項(xiàng)中是濾紙a點(diǎn)是陰極，氫離子放電，b作陽(yáng)極氫氧根離子失電子生成氧氣，附近氫離子濃度增大，故D錯(cuò)誤。答案：A12燃燒熱是指1.01×105 Pa時(shí)，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量。已知下列熱化學(xué)方程式：CH4(g)O2(g)=CO2(g)H2O(l)H445.15 kJ·mol1CH4(g)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H607.3 kJ·mol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ·mol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H802.3 kJ·mol1則CH4的燃燒熱為()A445.15 kJ·mol1B607.3 kJ·mol1C890.3 kJ·mol1 D802.3 kJ·mol1解析：1 mol甲烷完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時(shí)的H890.3 kJ·mol1，故甲烷的燃燒熱為890.3 kJ·mol1。答案：C13鎂原子電池放電時(shí)電壓高而平穩(wěn)，電池反應(yīng)為xMgMo3S4MgxMo3S4，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Mg2e=Mg2B放電時(shí)Mg2向正極區(qū)移動(dòng)C充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為Mo3S4xMg22xe=MgxMo3S4D充電時(shí)電池的負(fù)極接充電電源的負(fù)極解析：原電池中負(fù)極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)式xMgMo3S4MgxMo3S4可知，放電時(shí)鎂是還原劑，所以鎂是負(fù)極，電極反應(yīng)式為Mg2e=Mg2，A正確；原電池中電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極，所以溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，所以放電時(shí)Mg2向正極區(qū)移動(dòng)，B正確；充電相當(dāng)于是電解池，電池的正極與電源的正極相連，做陽(yáng)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，因此充電時(shí)：陽(yáng)極反應(yīng)為MgxMo3S42xe=Mo3S4xMg2，C不正確；充電相當(dāng)于是電解池，因此充電時(shí)，電池的負(fù)極接充電電源的負(fù)極，D正確。答案：C14(2015·浙江卷)在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫共電解H2O­CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式，基本原理如下圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()AX是電源的負(fù)極B陰極的電極反應(yīng)式是H2O2e=H2O2、CO22e=COO2C總反應(yīng)可表示為H2OCO2H2COO2D陰、陽(yáng)兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是11解析： A項(xiàng)，根據(jù)圖示，X極產(chǎn)物為H2和CO，是H2O與CO2的還原產(chǎn)物，可判斷發(fā)生還原反應(yīng)，由此判斷X為電源的負(fù)極，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，根據(jù)題意，電解質(zhì)為固體金屬氧化物，可以傳導(dǎo)O2，故在陰極上發(fā)生的反應(yīng)為H2O2e=H2O2、CO22e=COO2，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，根據(jù)電極產(chǎn)物及B項(xiàng)發(fā)生的電極反應(yīng)可知，該反應(yīng)的總反應(yīng)方程式為H2OCO2H2COO2，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，根據(jù)C項(xiàng)的電解總反應(yīng)方程式，陰陽(yáng)兩極的氣體的物質(zhì)的量之比為21，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D15按圖甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若圖乙中橫坐標(biāo)x表示通過(guò)電極的電子的物質(zhì)的量。下列敘述正確的是()AF表示反應(yīng)生成Cu的物質(zhì)的量BE表示反應(yīng)實(shí)際消耗H2O的物質(zhì)的量CE表示反應(yīng)生成O2的物質(zhì)的量DF表示反應(yīng)生成H2SO4的物質(zhì)的量解析：電解實(shí)質(zhì)為2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，則每通過(guò)4 mol e，生成Cu 2 mol，O2 1 mol，耗H2O 2 mol，生成H2SO4 2 mol。答案：B二、非選擇題(本題包括5各小題，共55分)16(14分)已知下列熱化學(xué)方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ·mol1；H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ·mol1；C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJ·mol1; C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ·mol1。回答下列各問(wèn)題：(1)H2的燃燒熱為_(kāi)，C的燃燒熱為_(kāi)。(2)燃燒10 g H2生成液態(tài)水，放出的熱量為_(kāi)。(3)蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義，有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無(wú)法直接測(cè)得，但可通過(guò)間接的方法測(cè)定，則由已知條件得CO的燃燒熱為_(kāi)，其燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。解析：(1)燃燒熱是在101 kPa時(shí)，1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，即C要轉(zhuǎn)化為二氧化碳，H要轉(zhuǎn)化為液態(tài)水。根據(jù)可知：氫氣的燃燒熱為285.8 kJ·mol1；根據(jù)可知，碳的燃燒熱為393.5 kJ·mol1。(2)10 g氫氣的物質(zhì)的量為5 mol，燃燒放出285.8 kJ·mol1×5 mol1 429 kJ；(3)方程式CO(g)O2(g)=CO2(g)可由得到，其H393.5 kJ·mol1(110.5 kJ·mol1)283 kJ·mol1。答案：(1)285.8 kJ·mol1393.5 kJ·mol1(2)1 429 kJ(3)283 kJ·mol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283 kJ·mol117(8分)阿波羅宇宙飛船上使用的是氫氧燃料電池，其電池總反應(yīng)為2H2O2=2H2O。若電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其電極反應(yīng)式分別為：負(fù)極_，正極_。若電解質(zhì)溶液為稀H2SO4，其電極反應(yīng)式分別為：負(fù)極_，正極_。解析：電解質(zhì)溶液為堿性，在書寫電極反應(yīng)式時(shí)可出現(xiàn)OH，但不能出現(xiàn)H；同樣，電解質(zhì)溶液為酸性，在書寫電極反應(yīng)式時(shí)可出現(xiàn)H，但不能出現(xiàn)OH。答案：H22e2OH=2H2OO22H2O4e=4OHH22e=2HO24e4H=2H2O18(9分) ZnMnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負(fù)極材料是_。電池工作時(shí)，電子流向_(填“正極”或“負(fù)極”)。(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2，會(huì)加速某電極的腐蝕，其主要原因是_。欲除去Cu2，最好選用下列試劑中的_(填代號(hào))。aNaOH bZn cFe dNH3·H2O(3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應(yīng)式是_。若電解電路中通過(guò)2 mol電子，MnO2的理論產(chǎn)量為_(kāi)g。解析：(1)原電池的負(fù)極是發(fā)生氧化反應(yīng)的一極：Zn2e=Zn2；電池工作時(shí)，電子從負(fù)極流向正極。(2)Zn與Cu2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成的Cu附著在Zn的表面構(gòu)成銅鋅原電池，加快反應(yīng)速率，從而加快Zn的腐蝕。(3)電解池的陰極是發(fā)生還原反應(yīng)的一極：2H2e=H2；每生成1 mol MnO2需轉(zhuǎn)移2 mol電子，故每通過(guò)2 mol電子，理論上生成1 mol MnO2，質(zhì)量為87 g。答案：(1)Zn(或鋅)正極(2)鋅與還原出來(lái)的銅構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕b(3)2H2e=H28719(10分)某實(shí)驗(yàn)小組用100 mL 0.50 mol·L1 NaOH溶液與100 mL 0.55 mol·L1鹽酸進(jìn)行中和熱的測(cè)定。裝置如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)若實(shí)驗(yàn)共需要400 mL NaOH溶液，實(shí)驗(yàn)室在配制該溶液時(shí)，則需要稱量NaOH固體_g。(2)圖中裝置缺少的儀器是_。(3)鹽酸稍過(guò)量的原因是_。(4)碎泡沫塑料及泡沫塑料板的作用是_。(5)若用等濃度的醋酸與NaOH溶液反應(yīng)，則測(cè)得的中和熱(H)_(填“偏大”“偏小”或“不變”)，其原因是_。(6)請(qǐng)?zhí)顚懴卤碇械钠骄鶞囟炔睿簩?shí)驗(yàn)次數(shù)起始溫度T1/終止溫度T2/平均溫度差(T2T1)/HClNaOH平均值126.226.026.130.1_227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4(7)若測(cè)得該反應(yīng)放出的熱量為2.865 kJ，請(qǐng)寫出鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)的中和熱的方程式：_。解析：(1)因?yàn)闆](méi)有400 mL容量瓶，實(shí)際配制的是500 mL(0.5 L)溶液，即m(NaOH)0.50 mol·L1×0.5 L×40 g/mol10.0 g。(2)為減少熱量損失，需縮短反應(yīng)時(shí)間，要攪拌，應(yīng)用環(huán)形玻璃攪拌棒。(3)為確保NaOH完全反應(yīng)，減少誤差，鹽酸需要過(guò)量。(4)它們的作用都是保溫，防止熱量損失。(5)因?yàn)榇姿犭婋x會(huì)吸熱，所以用醋酸測(cè)中和熱，放出的熱量比鹽酸要少，H偏大。(6)四組數(shù)據(jù)計(jì)算的溫差分別為4.0 、6.1 、3.9 、4.1 ，明顯第2組數(shù)據(jù)應(yīng)舍去，所以平均溫度差為4.0 。(7)運(yùn)用中和熱計(jì)算公式可得H57.3 kJ·mol1。答案：(1)10.0(2)環(huán)形玻璃攪拌棒(3)讓NaOH溶液完全反應(yīng)(4)保溫、隔熱，減少熱量損失(5)偏大醋酸在溶液中電離吸收熱量，使測(cè)得的中和熱(H)偏大(6)4.0(7)HCl(aq)NaOH(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJ·mol120(14分)請(qǐng)用下圖所示儀器裝置設(shè)計(jì)一個(gè)包括電解飽和食鹽水并測(cè)定電解時(shí)產(chǎn)生的氫氣的體積和檢驗(yàn)氯氣的氧化性的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)所選儀器連接時(shí)，各接口的順序是(填各接口的代號(hào)字母)：A接_，_接_，B接_，_接_。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，裝置中的石墨電極接電源的_極，所發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)；鐵電極接電源的_極，所發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)；此電解總反應(yīng)方程式為_(kāi)。(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得產(chǎn)生的氫氣體積(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)為5.60 mL，電解后溶液的體積恰好為50.0 mL，則溶液中OH的濃度為_(kāi)。解析：根據(jù)電解飽和食鹽水陽(yáng)極所發(fā)生的反應(yīng)式：2Cl2e=Cl2，為防止電極被腐蝕，實(shí)驗(yàn)中一般選用石墨作陽(yáng)極，陰極發(fā)生的是水電離出的H離子被還原，2H2e=H2，從而破壞水的電離平衡，在陰極區(qū)域里形成氫氧化鈉，顯堿性，陰極通常使用鐵電極。電解的總反應(yīng)方程式為：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。U型管反應(yīng)器中的兩個(gè)電極未限定哪個(gè)是陽(yáng)極或陰極，可以任意選用。而反應(yīng)器兩邊連接哪些儀器及其連接順序，取決于A、B為哪種電極、其電極產(chǎn)物和實(shí)驗(yàn)要求。設(shè)A上電極為鐵質(zhì)電極、B上電極為石墨電極，則反應(yīng)器兩邊所選用的各儀器接口連接順序?yàn)锳接貯氣瓶的GF，把水?dāng)D入量筒上H導(dǎo)管，用量筒測(cè)量出排出的水量，以測(cè)定氫氣產(chǎn)生的體積。B接洗氣瓶的DE，生成的氯氣在洗氣瓶里氧化淀粉碘化鉀溶液，以證明其氧化性，多余的氯氣通入燒杯里的C導(dǎo)管，借助氫氧化鈉吸收氯氣，防止污染大氣。已知電解產(chǎn)生氫氣5.60 mL，相當(dāng)于25×104mol。x2×2.5×104mol5×104molc(OH)0.01 mol·L1。答案：(1)GFHDEC(2)正2Cl2e=Cl2負(fù)2H2e=H22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(3)c(OH)0.01 mol·L1